Hogy alakult a Mars légköre, éghajlata és ennek megfelelően hol és mennyi víz volt a vörös bolygón? Ezek az ismeretek a Föld szomszédjához tervezett emberes küldetések számára is alapvetőek. A NASA számára egy uniós kutatás is fontos információkat szolgáltat, amely a bolygó tájainak, éghajlatának, óceánjának és gleccsereinek történetét tárja fel, ahogy erről a Horizon, az EU kutatási és innovációs magazinja beszámolt.
Az űrkutatással általában úgy van az ember, hogy azt jegyzi meg a kozmoszt célzó küldetések közül, amelyről éppen szólnak a hírek, a régebbiek kihullanak az emlékezet rostáján. Épp ezért talán meglepőnek is hathat, hogy az 1960-as évek óta több mint 40 küldetés célozta a vörös bolygót.
Ennek eredményeképpen jelenleg három rover, azaz Marsjáró, egy leszállóegység és egy helikopter tevékenykedik a Mars felszínén, míg meglepően sok, pontosan nyolc űrhajó kering a bolygó körül.
Szimulálják a Mars múltját
Naprendszerünk számos bolygója és holdja rejt érdekességeket, de a Mars egy kicsit mindig különlegesebb volt a többinél. Nemcsak viszonylagos közelsége miatt, hanem amiatt is, mert a többi Naprendszerbeli bolygóhoz képest némileg hasonlít a Földhöz, de a múltban – 3-4 milliárd évvel ezelőtt – még inkább hasonlított rá. A Mars északi féltekéjét egykor hatalmas óceán borította, míg máshol folyók és gleccserek által vájt sebhelyek találhatók. Ezeket az eddigi kiterjedt kutatásokból tudjuk, amelyek már eddig is rengeteg geológiai adatot szolgáltattak, ám a Naptól számított negyedik bolygóval kapcsolatban még mindig sok mindent nem tudunk, például a ma megfigyelhető bolygót alakító éghajlati folyamatok továbbra is rejtélyesek.
A legnagyobb kérdés, ami mindenkiben felmerül, hogy 4 milliárd évvel ezelőtt, amikor a Földön elkezdett megjelenni az élet, a Marson folyók és tavak voltak, ami felveti annak lehetőségét, hogy az élet a vörös bolygón is kialakult. Ennek nyomait folyamatosan keresik és remélhetően egyszer szilárd bizonyítékokat is találunk majd. A kutatókat azonban az is érdekli, hogy milyen folyamatok hozták létre a ma látható száraz, sivatagos bolygót, és mit árulhat el mindez a Föld jövőbeni éghajlatáról.
A keresést részben megkönnyíti, hogy a Mars felszínének egyes területei több mint 3 milliárd évesek. A Földön ilyen felszíni rétegek nem állnak rendelkezésre, mivel a szabadon hozzáférhető kőzeteket alapvetően megváltoztatta az élet, vagy éppen vulkáni, tektonikai folyamat, ami a bolygó korai történetének nagy részét kitörölte.
Az is kiemeli a Marsot a többi égitest közül, hogy ide akár egy évtizeden belül az emberek eljuthatnak. Az Európai Űrügynökség (ESA) és az amerikai Nemzeti Repülési és Űrhajózási Hivatal (NASA) mindenesetre azon dolgozik, hogy űrhajósokat küldjön a Marsra.A Nasa épp a napokban, június 25-én indította el az első küldetést, amelynek során azt vizsgálják, hogy miképpen bírják ki az emberek a hosszabb, marsi kiküldetést. Igaz ez egyelőre még a Földön zajlik a texasi Johnson Űrközpontban.
A párizsi Sorbonne Egyetem pedig a koordinátora annak az uniós támogatottságú projektnek, amely a Mars fejlődésének modelljét dolgozza ki, hogy választ adjon a bolygó történetének néhány kérdésére. A Mars az idők során nevű hatéves program 2025 végén fejeződik be. Erre azért van szükség, mert a Mars jelenlegi éghajlati modelljei csak rövid – néhány éves – időszakokat fednek le a Mars történetéből, miközben a gleccserek, folyók és tavak hatásának szimulálása, különösen hosszú időtávlatokban elég bonyolultnak tűnik. A projekt modelljét úgy tervezték, hogy több ezer, vagy akár több millió éven át fusson, és a változó légkörrel együtt szimulálja a geológiai tényezők múltbeli fejlődését is.
Szén-dioxid gleccserek
Míg a jelenlegi éghajlati modellek feltételezésekből indulnak ki arra vonatkozóan, hogy hol volt víz a bolygó felszínén, addig az új evolúciós modellt úgy tervezték, hogy kiszámítsa, hol fejlődött ki a víz természetes módon, és hol jutott stabil egyensúlyi helyzetbe. Ezt úgy érik el, hogy több új részletet építenek be a modellbe, például a mikroklímák hatását. Például a Marson a sarkok felé néző lejtők általában hűvösebbek, ami jég és gleccserek kialakulásához vezethet. Az Egyenlítő felé eső némileg melegebb lejtőkön viszont a folyékony víz lehet valószínűbb.
Ha a Föld éghajlati folyamatait akarnánk szimulálni, miközben nem tudnánk róla semmit, akkor névleg vizet tennénk az óceánokba, és így a Föld evolúciós modellje lassan létrehozná például az antarktiszi jégtakarókat. Ugyanezt a Marson is meg lehet tenni, és természetesen a modell tavakat, tengereket és folyókat hoz létre.
A modell a hosszabb geológiai időskálán bekövetkező nagyléptékű változásokat is magában foglalja. A Mars forgástengelyének dőlése jellemzően 50 000 évente változik, és ilyenkor jelentős éghajlati változásokat hoz magával.
A modell használatához a tudósok a Mars múltjából ismert adatokra támaszkodnak, mint például a geológia és a domborzat, a felszíni nyomokból a hajdani folyók, tavak és gleccserek elhelyezkedése, valamint a légkör összetétele. A kutatók azonban a hiányzó adatokkal kapcsolatban is tesznek néhány feltételezést. Amikor aztán a szimuláció lefut, a szakemberek addig igazítják a feltételezéseiket és a paramétereket, amíg a Mars-modell fejlődése nem illeszkedik a bolygó múltjáról és jelenéről meglévő ismeretekhez. Ha a modell végül megfelel a geológiai ismereteknek, akkor ez információkat szolgáltat a bolygó környezetéről, kémiájáról és légköréről, valamint arról, hogy ezek hogyan változtak.
Eddig a modell megerősítette, hogy néhány furcsa kinézetű moréna – a gleccserek által hátrahagyott törmelék – valószínűleg fagyott szén-dioxidból álló gleccserekből származik. A szimulációk azt is felvetették, hogyan alakulhattak ki ezek a CO2-gleccserek, és kimutatták, hogy drámai változásokat okozhattak a Mars légkörének összetételében.
A marsi vizet óvjuk a földi mikrobáktól
Az egyik elmélet tesztelésére, miszerint hogyan létezhetett folyékony víz a Mars felszínén, a tudósok egy hidrogénben gazdag légköri paramétert illesztettek a modelljükbe, hogy egy lehetséges megoldást kapjanak arra, hogyan válhatott a Mars éghajlata elég meleggé a folyékony tavak és folyók fenntartásához. A modell aztán kimutatta, hogy ha a Marson a múltban hidrogénben gazdag légkör volt, az jelentős üvegházhatást eredményezhetett, és megemelhette a bolygó hőmérsékletét.
A hőmérsékleti spektrum másik végén a gleccserek kialakulásának, valamint a fagyott víz mai előfordulási helyeinek jobb megértése segíthet a Marsra irányuló emberes küldetésekben.
A NASA szerint ugyanis nagyon hasznos lenne, ha különösebb nehézségek nélkül hozzáférhetnénk a Marson található vízjéghez. Az amerikaiak ezért külön csoportokat állítottak fel, amelyek azt vizsgálják, hogy hol található vízjég, és a Mars az időn során projekt hatékonyan járulhat hozzá ehhez a törekvéshez. Az uniós kutatás azonban arra vonatkozóan is információt szolgáltathat, hogy hol találhatunk folyékony vizet. Érdekes módon ezek olyan területek, ahol az űrhajósok nem terveznek leszállni. Ez pedig a bolygóvédelemnek nevezett koncepció miatt van így. Az utolsó dolog ugyanis, amit az űrhajósok szeretnének, hogy a Marsot a Földről származó mikroorganizmusokkal szennyezzék, s ezek különösen a folyékony vízben képesek elszaporodni.
